Die Matrix-unterstützte Laserdesorptions-/Ionisations-Imaging-Massenspektrometrie (MALDI-IMS) ist eine leistungsfähige Methode, die eine zweidimensionale Zuordnung von Biomolekülen ermöglicht, eine ungezielte Untersuchung ionisierbarer Verbindungen ermöglicht und deren räumliche Verteilung, insbesondere in biologischen Proben, bestimmt 1,2. Seit zwei Jahrzehnten ermöglicht diese Technik den gleichzeitigen Nachweis und die Identifizierung von Lipiden, Peptiden, Kohlenhydraten, Proteinen, anderen Metaboliten und synthetischen Molekülen wie therapeutischen Medikamenten 3,4. MALDI-IMS erleichtert die chemische Analyse in einer Gewebeprobenoberfläche ohne Extraktions-, Reinigungs-, Trenn-, Markierungs- oder Färbemittel biologischer Proben. Für eine erfolgreiche Analyse ist jedoch die Probenvorbereitung ein entscheidender Schritt in dieser Technik, insbesondere in Pflanzengeweben, die aufgrund der Umweltakklimatisierung spezialisiert und zu weit verbreiteten komplexen Organen modifiziert werden5.
Aufgrund der inhärenten physikalisch-chemischen Eigenschaften des Pflanzengewebes besteht die Notwendigkeit eines angepassten Protokolls, das den Anforderungen der MALDI-IMS-Analyse entspricht und die ursprüngliche Form des Gewebes während der Schnittvorbereitung bewahrt 6,7. Bei unkonventionellen Proben, wie z. B. Samen, sind etablierte Protokolle8 nicht anwendbar, da diese Gewebe starre Zellwände und einen geringen Wassergehalt aufweisen, was leicht zu einer Fragmentierung des Schnitts und zu einer Delokalisierung von Verbindungenführen kann 9.
Unsere Forschungsgruppe hat experimentelle Daten zur molekularen Kartierung und ein angepasstes Protokoll für die MALDI-IMS-Analyse von Açaí-Samen (Euterpe oleracea Mart.) 10,11,12 veröffentlicht, bei denen es sich um ein Nebenprodukt handelt, das bei der Herstellung des rentablen Açaí-Zellstoffs 13 in großen Mengen anfällt. Die Idee war, ein Protokoll für die In-situ-Kartierung verschiedener Metaboliten in Açaí-Saatgut zu entwickeln, um mögliche Verwendungsmöglichkeiten für diese landwirtschaftlichen Abfälle vorzuschlagen, die derzeit nicht kommerziell erforscht werden. Aufgrund der Resistenz des Açaí-Saatguts war es jedoch notwendig, ein maßgeschneidertes Protokoll zu erstellen, um eine ordnungsgemäße Probentrennung aus der MALDI-IMS-Analyse zu erhalten.
In diesem Zusammenhang hat das wirtschaftlich wichtige Açaí-Fruchtfleisch die zunehmende Vermarktung anderer Früchte der Gattung Euterpe mit ähnlichen sensorischen Eigenschaften motiviert. Die beiden aufstrebenden Palmenfrüchte, die in industriellem Maßstab als Alternative zu açaí14,15 angebaut wurden, sind E. precatoria (bekannt als açaí-do-amazonas), die im Amazonas-Trockengebiet wächst, und E. edulis (bekannt als juçara), die typisch für den Atlantischen Regenwald ist. Dennoch führt der Verzehr von Açaí-do-Amazonas und Juçara zur gleichen Anhäufung von resistentem und ungenießbarem Saatgut, das nicht genutzt wird und bisher nicht hinsichtlich seiner detaillierten chemischen Zusammensetzung untersucht wurde.
So zeigen wir hier, dass das zuvor entwickelte Protokoll mit wenigen Anpassungen verwendet werden kann, um E . precatoria - und E. edulis-Samen für die molekulare Kartierung durch MALDI-IMS zu analysieren, was sich als leistungsfähiges Werkzeug erweist, das zur Analyse der Zusammensetzung dieser Ressourcen verwendet werden kann und helfen kann, ihre potenziellen biotechnologischen Anwendungen zu bestimmen. Darüber hinaus kann die hier bereitgestellte detaillierte Beschreibung anderen mit ähnlichen Schwierigkeiten bei der Vorbereitung widerstandsfähiger Materialien für die MALDI-IMS-Analyse helfen.